我國(guó)氣象條件下日光溫室氣象站調(diào)查報(bào)告

近年來(lái)，隨著世界氣候異常變化，氣候這個(gè)詞引起了人們的廣泛關(guān)注。現(xiàn)在，越來(lái)越多的人開(kāi)始研究氣溫和降水等氣候變化，并從不同的時(shí)空尺度上獲得了一些共識(shí)。魏文壽等研究發(fā)現(xiàn)新疆的氣候增暖過(guò)程與中國(guó)甚至全球的變暖趨勢(shì)基本一致,但是在年內(nèi)變化中冬季升溫最為明顯;降水概率有所增加,但總降水量還是不能滿足改善干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境的需求。馬榮選取和田地區(qū)1975～2005年的日平均氣溫?cái)?shù)據(jù)資料,分析了近30來(lái)和田市平均氣溫的年、季線性趨勢(shì)變化和周期性的變化特征以及對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響,結(jié)果表明近30年氣溫總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì),其變化率為0.48℃/10a,氣溫變化具有3年、22年和30年較穩(wěn)定的周期。艾尼瓦爾·依沙木丁總結(jié)和分析了和田市近50a來(lái)氣候變化的狀況,發(fā)現(xiàn)和田市氣候存在變暖、增濕、風(fēng)速減少的趨勢(shì)。但氣候狀況的另一個(gè)重要因子-日照的變化研究相對(duì)較少。日照時(shí)數(shù)表征的是一天內(nèi)太陽(yáng)實(shí)際照射某地的時(shí)數(shù),是氣候變化的主要?dú)庀笠刂?日照時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響著農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn),并對(duì)人類的日常生活有著直接的影響,了解日照并得到氣候特征、變化趨勢(shì),對(duì)于合理進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、治理環(huán)境污染以及一些受日照影響的產(chǎn)業(yè)(如電力、旅游及建筑等行業(yè))有著十分重要的意義。因此,文中從日照時(shí)數(shù)這一重要參數(shù)著手,分析了和田市日照時(shí)數(shù)的變化趨勢(shì)和特征,為掌握、應(yīng)用和田氣候、城郊農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供參考依據(jù)。1時(shí)間間隔的時(shí)間變化特征1.1冬季除春、夏、冬季好從表1統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以得出,和田市年標(biāo)準(zhǔn)氣候平均(1971～2000年)日照時(shí)數(shù)為2587.0h,其中夏季日照時(shí)數(shù)最多,達(dá)到726.8h;其次為秋季,日照時(shí)數(shù)為721.6h;最少的季節(jié)為冬季,日照時(shí)數(shù)只有511.6h。常年平均(1955～2008年)年、春、夏、秋、冬季日照時(shí)數(shù)為2638.7h、645.0h、740.3h、728.8h、524.6h,比標(biāo)準(zhǔn)氣候均值分別多了51.7h、16.4h、13.5h、7.2h、13.0h。以1971～2000年30a的標(biāo)準(zhǔn)氣候平均值為基準(zhǔn),年日照時(shí)數(shù)在20世紀(jì)70年代最少,21世紀(jì)00年代最多,各季節(jié)日照時(shí)數(shù)最多、最少出現(xiàn)年代并不一致,其中春、夏、冬季日照時(shí)數(shù)在20世紀(jì)70年代最少、秋季在80年代最少;春、秋季日照時(shí)數(shù)在21世紀(jì)00年代最多,夏、冬季在20世紀(jì)90年代最多。年和冬季日照時(shí)數(shù)經(jīng)歷了一個(gè)ue132多～多～少～少～多～多ue132的歷史演變過(guò)程,春季日照時(shí)數(shù)經(jīng)歷了一個(gè)ue132少～多～少～少～多～多ue132的歷史演變過(guò)程,夏季日照時(shí)數(shù)經(jīng)歷了一個(gè)ue132多～多～少～少～多～少ue132的歷史演變過(guò)程,秋日照時(shí)數(shù)經(jīng)歷了一個(gè)ue132多～多～多～少～多～多ue132的歷史演變過(guò)程。1.2偏低時(shí)期階段由圖1年日照時(shí)數(shù)變化曲線可知,和田市年日照時(shí)數(shù)呈波動(dòng)狀變化,呈現(xiàn)出多寡交替的特點(diǎn)。從5年滑動(dòng)平均曲線來(lái)看,和田市年日照時(shí)數(shù)變化大致可分為以下幾個(gè)階段:第一階段為1957～1959年,這一時(shí)期年日照時(shí)數(shù)為偏多期,高于30年平均值(2587.0h);第二階段為1960～1962年,這一時(shí)期年日照時(shí)數(shù)為偏少期,低于30年平均值;第三階段為1963～1972年,這一時(shí)期年日照時(shí)數(shù)為偏多期,高于30年平均值;第四個(gè)階段為1973～1987年,這個(gè)時(shí)期年日照時(shí)數(shù)為偏少期,該時(shí)期低于30年平均值,近54年來(lái)年日照時(shí)數(shù)極低值(1976.8h,1981年)就出現(xiàn)在這一時(shí)期;第五階段為1988～2006年,這一時(shí)期日照時(shí)數(shù)為偏多期,該時(shí)期高于30年平均值,近54年來(lái)年日照時(shí)數(shù)極多值(3087.6h,1997年)就出現(xiàn)在這一時(shí)期。從總體趨勢(shì)看,和田市年日照時(shí)數(shù)呈增多趨勢(shì),其變化傾向率為20.2h/10a,與阿克蘇地區(qū)的日照時(shí)數(shù)傾向率同步(傾向率為3.9h/10a),與喀什市的日照時(shí)數(shù)傾向率相反(傾向率-10.3h/10a),相關(guān)系數(shù)為0.15,未通過(guò)顯著性水平檢驗(yàn),說(shuō)明年日照時(shí)數(shù)雖然具有增加的趨勢(shì),但沒(méi)有達(dá)到顯著性標(biāo)準(zhǔn)。就年代際來(lái)說(shuō),20世紀(jì)60年代比50年代(1955～60年)增加了51.1h,70年代比60年代減少了237.8h,80年代比70年代增加46.6h,90年代比80年代增加239.3h,近8年(2001～2008年)年平均值比90年代減少41.8h。1.3戰(zhàn)時(shí)變化傾向率圖2為和田市各季節(jié)日照時(shí)數(shù)逐年變化情況。可以看出,1955～2008年54a和田市春、秋、冬季日照時(shí)數(shù)變化趨勢(shì)與年日照時(shí)數(shù)變化一致,呈增多趨勢(shì),但各季變化情況不盡相同,春季最為強(qiáng)烈,變化傾向率為15.4h/10a,相關(guān)系數(shù)為0.29,通過(guò)了0.05顯著性水平檢驗(yàn);其次為秋季,變化傾向率為4.3h/10a,相關(guān)系數(shù)為0.11,未通過(guò)顯著性水平檢驗(yàn),說(shuō)明秋季日照時(shí)數(shù)增加趨勢(shì)不明顯;冬季最為緩慢,變化傾向率為1.9h/10a,相關(guān)系數(shù)為0.04,未通過(guò)顯著性水平檢驗(yàn),說(shuō)明冬季日照時(shí)數(shù)增加趨勢(shì)不明顯,只有夏季日照時(shí)數(shù)變化趨勢(shì)與年日照時(shí)數(shù)變化相反,呈減少趨勢(shì),變化傾向率為-1.9h/10a,相關(guān)系數(shù)為-0.03,未通過(guò)顯著性水平檢驗(yàn),說(shuō)明夏季日照時(shí)數(shù)減少趨勢(shì)不明顯。各季日照時(shí)數(shù)年際變化中以春季日照時(shí)數(shù)變化振幅最大,其最多年日照時(shí)數(shù)為842.9h,最少年為398.3h,僅有最多年的46.2%,相差453.6h。夏、秋、冬三季最多年日照時(shí)數(shù)與最少年分別相差421.0、296.8、266.2h。1.4月內(nèi)戰(zhàn)時(shí)和季節(jié)性時(shí)段實(shí)際顯著性分析表2列出了和田市各月平均日照時(shí)數(shù)、線性傾向和相關(guān)系數(shù)情況,1955～2008年中月平均日照時(shí)數(shù)最少的月份為2月和1月,日照時(shí)數(shù)分別為164.9、174.5h;日照時(shí)數(shù)最多的月份為10月,達(dá)到263.3h,其次為6月,日照時(shí)數(shù)為259.6h。從氣候變化趨勢(shì)來(lái)看,2、3、4、5、6、9、10、11月日照時(shí)數(shù)呈增加趨勢(shì),其中增加最多的是5月,其變化傾向率為6.7h/10a,相關(guān)系數(shù)為0.25,通過(guò)了0.05顯著性水平檢驗(yàn);其次是4月和2月,變化傾向率分別為5.1h/10a、4.7h/10a,相關(guān)系數(shù)為0.22、0.21,均通過(guò)了0.01顯著性水平檢驗(yàn),其他的3、6、9、10、11月份均未通過(guò)顯著性水平檢驗(yàn),說(shuō)明該月日照時(shí)數(shù)雖然具有增加的趨勢(shì),但沒(méi)有達(dá)到顯著性標(biāo)準(zhǔn)。1、7、8、12月日照時(shí)數(shù)呈較少趨勢(shì),其中較少最多的是12月,其變化傾向率為-2.0h/10a,相關(guān)系數(shù)為-0.09,未通過(guò)顯著性水平檢驗(yàn),說(shuō)明12月日照時(shí)數(shù)雖然具有較少的趨勢(shì),但沒(méi)有達(dá)到顯著性標(biāo)準(zhǔn);其他的1、7、8月份均未通過(guò)顯著性水平檢驗(yàn),說(shuō)明該月份日照時(shí)數(shù)減少趨勢(shì)不明顯。年、季、月平均日照時(shí)數(shù)的這種分布可能是受到沙塵等天氣變化的影響,馬禹等通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),塔里木盆地沙塵日數(shù)年序列的氣候趨勢(shì)呈減少趨勢(shì),年變化中除11月偏多外其他各月均呈減少趨勢(shì),沙塵天氣的高發(fā)時(shí)段出現(xiàn)在3～7月,南疆在沙塵日數(shù)的高值時(shí)段對(duì)日照時(shí)數(shù)有著非常顯著的影響,長(zhǎng)時(shí)間的黃沙彌漫嚴(yán)重減少了太陽(yáng)光有效照射地面的時(shí)間,使得該區(qū)的日照時(shí)數(shù)減少。玉蘇甫·阿布都拉等分析了和田市降水量的變化趨勢(shì),得出,和田市40a的降水量總體呈增多趨勢(shì),其傾向率為1.56mm/10a,其中夏季降水變化傾向率為3.05mm/10a,是增多趨勢(shì)最明顯的季節(jié)。和田市日照變化趨勢(shì)與和田市風(fēng)沙、降水等天氣現(xiàn)象的變化是否存有影響關(guān)系,有待于今后進(jìn)一步的研究。2ue132周期用Morlet小波分析方法對(duì)和田市近54年日照時(shí)數(shù)的年際變化進(jìn)行了分析,小波指數(shù)正值實(shí)線表示處于多日照時(shí)數(shù)時(shí)期,反之(負(fù)值虛線)處于少日照時(shí)數(shù)時(shí)期。由圖3可見(jiàn),年日照時(shí)數(shù)變化存在著明顯的年代際尺度和年際尺度的周期性變化,年代際變化準(zhǔn)27年左右的周期一直穩(wěn)定存在,而且震蕩信號(hào)較強(qiáng),表現(xiàn)為ue132少～多～少～多～少ue132的三個(gè)偏少和兩個(gè)偏多歷史演變過(guò)程,其中三個(gè)偏少時(shí)段分別為1962年以前、1975～1988年之間和2003年以后;兩個(gè)偏多時(shí)段分別為1962～1975年之間和1988～2003年之間。目前正處于日照時(shí)數(shù)偏少階段,如果按14年少日照時(shí)數(shù)推算,那么這種少日照趨勢(shì)至少要維持到2017年。其次,在1955～1985年之間出現(xiàn)了另一個(gè)震蕩模態(tài),其周期為準(zhǔn)11年左右,但1985～1995年之間震蕩周期并不明顯,然后1995年又出現(xiàn)了一個(gè)準(zhǔn)18年左右的震蕩周期,而且震蕩頻率有些發(fā)展,該周期以1995～2004年為偏少期,2004年以后進(jìn)入偏多期。年際變化準(zhǔn)6年左右的震蕩周期貫穿始終(54年),1973年以后準(zhǔn)6年震蕩有些增強(qiáng),準(zhǔn)3年左右的震蕩自該年后開(kāi)始顯現(xiàn)。3突變條件Mann-Kendall法是一種非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法,其優(yōu)點(diǎn)是不需要樣本遵從一定的分布,也不受少數(shù)異常值的干擾,適用于類型變量和順序變量,計(jì)算也比較簡(jiǎn)便,而且可以明確突變開(kāi)始的時(shí)間,并指出突變區(qū)域。方法是對(duì)于平穩(wěn)隨機(jī)序列Xi(1≤i≤N),構(gòu)造統(tǒng)計(jì)量:,式中dK=ΣMi,Mi是1至i之間小于Xi的樣本數(shù),即Mi={Xj:j<i且Xi<Xj},E(dK)為均值,Var(dK)為方差。在原序列隨機(jī)平穩(wěn)假設(shè)下,dK的分布漸進(jìn)正態(tài),U(dK)則為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。其概率α可以通過(guò)計(jì)算或查表獲得,給定顯著水平α0,若α>α0,則接受序列無(wú)變化的原假設(shè);若α<α0,則拒絕原假設(shè)。把U(dK)沿時(shí)間軸繪成曲線UF,而后將序列反向,計(jì)算出U(dK),繪成曲線UB,若UF與UB交叉點(diǎn)位于置信區(qū)間內(nèi),則此點(diǎn)即為突變點(diǎn)。當(dāng)UF存在明顯的變化趨勢(shì)、超過(guò)置信線時(shí),或是突變?cè)黾?或是突變減少。由圖4可以看出自上個(gè)世紀(jì)50年代起,和田市日照共經(jīng)歷了3個(gè)較長(zhǎng)時(shí)段的上升和下降趨勢(shì),50年代末至60年代中期、70年代初至90年代后期的下降趨勢(shì),90年代后期至今的上升趨勢(shì)。在50年代末至60年代中期的下降趨勢(shì)中,1962年前后和田市日照的減少趨勢(shì)超過(guò)0.05置信線達(dá)到顯著,根據(jù)UF和UB兩條曲線在臨界值之間的交點(diǎn)位置,可以確定本次突變發(fā)生是從1956年開(kāi)始的,其它時(shí)段的上升或下降趨勢(shì)均不是突變現(xiàn)象。4u3000有關(guān)日期的分析(1)近54年和田市年日照時(shí)數(shù)呈增多趨勢(shì),其變化傾向率為20.2h/10a,但未能通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。春、秋、冬季日照時(shí)數(shù)呈增多趨勢(shì),其中春季的增加趨勢(shì)明顯,其變化傾向率為15.4h/10a;秋、冬季不明顯,其變化傾向率分別為4.3h/10a和1.9h/10a。夏季日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì),但減少趨勢(shì)不顯著,變化傾向率為-1.9h/10a。說(shuō)明,年日照時(shí)數(shù)增多主要取決于春季日照時(shí)數(shù)增多。(2)近54年來(lái)年和冬季日照時(shí)數(shù)經(jīng)歷了一個(gè)ue132多～多～少～少～多～多ue132的年代際歷史演變過(guò)程,春季日照時(shí)數(shù)經(jīng)歷了一個(gè)ue132少～多～少～少～多～多ue132的年代際歷史演變過(guò)程,夏季日照時(shí)數(shù)經(jīng)歷了一個(gè)ue132多～多～少～少～多～少ue132的年代際歷史演變過(guò)程,秋季日照時(shí)數(shù)經(jīng)歷了一個(gè)ue132多～多～多～少～多～多ue132的年代際歷史演變過(guò)程。年日照時(shí)數(shù)在20世紀(jì)70年代最少,21世紀(jì)00年代最多,各季節(jié)日照時(shí)數(shù)最多、最少出現(xiàn)年代并不一致,其中春、夏、冬季日照時(shí)數(shù)在20世紀(jì)70年代最少、秋季在80年代;春、秋季日照時(shí)數(shù)在21世紀(jì)00年代最多,夏、冬季在20世紀(jì)90年代。(3)各月氣候變化趨勢(shì)來(lái)看,2、3、4、5、6、9、10、11月日照時(shí)數(shù)呈增加趨勢(shì),其中5、4和2月的增加的趨勢(shì)明顯,其他月份均未通過(guò)顯著性水平檢驗(yàn)。1、7、8、12月日照時(shí)數(shù)呈較少趨勢(shì),但均未通過(guò)顯著性水平檢驗(yàn),說(shuō)明該月份日照時(shí)數(shù)減少趨勢(shì)不明顯。(4)年日照時(shí)數(shù)變化存在著明顯的年代際尺度和年